智能变电站继电保护配置问题探讨

任亮

摘 要：近年来，国家加快了智能电网的建设工作，数字化智能变电站成为当前变电站发展的主要趋势，而且智能变电站的建设过程中，继电保护设备成为其重要组成部分，所以为了更好的确保智能变电站的可靠性和速动性，则需要对智能变电站内部的继电保护系统进行统一的规范和配置。

关键词：智能化变电站；继电保护配置；运行维护

1 智能变电站的继电保护配置机构

智能变电站其是在一次自动化设备的基础上与二次网络化设备有效结合，在通信规范下，确保了信息的共享性和交互性，而且在现代化变电站中，继电保护和数据库管理功能也是其中极为重要的内容。通常在智能变电站内其配置机构会为现场间断层装置、中间网络通信层和后台的操作层三个层次。

1.1 过程层。过程层主要是利用快速跳闸装置来实现对断电保护，其以交换机作为其核心设备，同时由合并单元、智能终端和接口设备所构成。过程层运行过程中通过实时监控电气量，并将信息利用交换机以网络方式进行有效传递。另外还对运行状态下的变压器、隔离开关及断路器等设备的状态参数进行检测。最后则需要对执行和驱动进行损伤控制。

1.2 间隔层。间隔层具有承上启下的功能，间隔间的存在，有效的实现了保护和控制设备的作用，而且对于间隔层数据的实时采集和命令发生的优先级别进行控制，还可以对同期以及其他控制功能进行保护，实现了通信功能的承上启下的作用。

1.3 控制层。控制层发挥着非常重要的作用，其主要由主机、运动装置和规约转换器等组成，实现对全站数据信息的汇总功能，同时还时刻对数据库信息更新，将收集到信息进行传递，传递到监控中心的信息再接受指令，然后向间隔层和过程层传递。同时还要根据控制层在运行方式上的不同，来将预先制定好的整定方案在系统出现意外情况时及时切换到预定的整定方案定值区内。

智能变电站在进行保护装置的配置时与传统的配置方法并没有多大的不同，特别是对主变、线路及母线等保护的配置与常规互感器并没有什么根本上的区别，其只是将插件更换为数据采集光纤接口，这样保护装置的交流量直接输入到光纤接口插件上，然后利用以太网进行统一传输和采样值。

2 智能变电站的运行情况和继电保护配置

2.1 智能变电站的运行情况

智能变电站内，要想保证供电系统处于正常的运行状态，则需要确保其系统中的线路及设备都处于规定的状态及规范标准要求下进行运行。

当供电系统中线路或是设备出现损坏时，会导致其无法进行正常的工作，使系统处于故障状态，影响系统的安全运行，而且供电系统在故障状态下进行运行极易导致事故的更加严重化，带来较大的经济损失。

当供电系统在运行过程中，无法按照正常的方式进行运行，但系统还没有处于故障运行的状态，在这种情况下，供电系统在运行时继电保护装置则会发出信号，同时还会在故障发生前对异常运行的设备进行有效的保护处理，有效的减少设备损坏情况的发生，避免事故的扩大。

在智能变电站内，继电保护装置可以有效的实现对事故范围的有效控制，同时还能够及时对事故发出预报，确保电力系统运行的安全性和可靠性，所以确保智能变电站内继电保护装置的科学合理配置，是保证变电站安全运行的基础。

2.2 智能变电站继电保护配置

智能变电站的发展，有效的带动了继电保护的进步，使其保护模式从传统的模拟式发展成数字式，而且利用一次智能设备和二次网络设备，充分的实现了智能变电站内电气设备信息的共享及操作的交互性。由于在智能变电站的结构中，对于分层配置的继电保护，由于其变压器保护和线路保护都处于过程层内，所以可以直接对数据信息和采样进行获取，避免了再通过交换机来进行，而对于间隔层中的母线保护配置，则需要通过交换机来进行数据信息的获得，而后台控制层中进行站域保护管理单元的配置。

站域保护管理单元监控计算机间隔层交换机间隔层数据采集系统母线保护过程层交换机监控装置线路和变压器保护合并单元MU智能操作箱后台控制层间断层过程层。

在分层配置方案里，主设备的保护，例如线路保护、变压器保护等，不需要一览间隔信息，就可以和MU智能操作箱直接对信息进行交流，并且网络信息瘫痪，也不会对其产生影响，其可以进行脱机交换。那么在智能变电站中对其保护性能进行了实现，对传统继电保护中人们对网络安全的担心进行了消除。

在这一方案中，在其后台控制中对集中控制以及决策进行了实行，那么变电站中的线路负荷保护、电源备自投以及线路重合闸等设备也均可以统一进行监控以及保护。这些装置可以通过后备保护进行整体的配合，使原来分散到变压器、母线、线路等得保护的重复装置进行整合得以简化，提高了变电站运行的效率。很好解决传统中对设备保护动作时间过长、故障切除范围较大的问题。

自适应去调整保护定值和保护范围，避免变电站直流系统接地引发继电保护错误跳闸。传统中保护定值由运行人员切换定区域，智能边站可以根据实际运行情况调整保护定值，也可以由人工来进行定值调整，实际运行情况的考虑涉及到线路保护，旁路运行方式等。站内继电保护的测试涉及到光纤以太网性能测试，跨间隔数据同步测试等。由于继电保护装置的介质是光纤，采用的是光数字电压和电流信号的输入方式，所以跨间隔数据同步性测试十分必要。

3 智能变电站继电保护配置实施的保护

3.1 电压限定延时的过电流保护

智能变电站内的电力系统在运行过程中，由于外部短路则极易导致过负荷电流的出现，这种情况出现时，过负荷电流和正常电流可能不存在较大的差别，但一旦当外部发生故障时，则会导致跳闸现象发生，而当过负荷故障时，则会保护装置则会发出动作信号。所以为了有效的避免这种情况的发生，则需要利用低电压元件配置到电流保护当中，从而实现过电流保护。

3.2 变压器保护配置

变压器保护装置主要采用分布式装置，实现差动保护功能，变压器后备保护主要采用集中式配置方式实现保护，而对于非电量保护装置主要采用独立式安装方式，具体安装方式主要是通过电缆直接引入断路器跳闸，然后跳闸命令通过电缆线引入GOOSE和采样的网络上，其中2/3主接线变压器的配置方式。

3.3 线路保护

在电力系统中的线路保护配置主要是以纵联差动作为主保护系统，后备保护装置主要是集中式保护装置中。对于单断路器方式的主接线以及线路保护装置通过主保护系统的对侧线路保护和光纤通信口保护装置通信，以能够达到实现纵联保护的作用。

4 结束语

智能电网的不断建设，使智能变电站得以快速发展起来，这就对继电保护的发展提出了更高的要求。所以在智能变电站建设过程中，需要充分的发挥继电保护的作用，利用各种新技术和新设备，将其应用到继电保护系统中来，实现故障的快速切除，使后备保护动作时间长的问题得到有效解决。而且随着科技水平的不断提高，智能继电保护系统也会更加完善，在智能变电站中发挥最大的作用。

参考文献

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